• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.251-256
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• 2017

본 연구는 폐광산에서 배출되는 산성광산배수가 하천수 및 지하수에 유출되면서 발생되는 환경 오염들을 막기 위해 생물학적 자연정화 처리 방법인 연속적 알칼리도 생성 시스템의 효율을 증대 시키는 방안에 관한 연구이다. 연속적 알칼리도 생성 시스템를 이용한 산성광산배수의 처리는 대부분 황산염 환원 박테리아를 이용한 생물학적 처리 기술이며, 실제 현장 적용실험에서 그 효과가 증명되었고, 광산배수 정화 사업에 적용하도록 개발된 사례가 많다. 그러나 계절적인 온도 저하로 기온이 매우 낮은 겨울이나 초봄 동안에는 황산염 환원 박테리아가 생존은 가능하더라도 황산염을 환원시키는 활동이 거의 멈추게 되어 지속적인 산성광산배수 처리 효율에 문제점을 야기한다. 본 연구에서는 연속적 알칼리도 생성 시스템에 발광 다이오드를 접목하여 유기물 층의 황산염 환원 박테리아 활성을 증진시키고, 온도가 낮은 겨울철에도 발광 다이오드의 발열 효과를 이용하여 활성 온도를 유지 할 수 있는 방안을 제안한다. 더불어, 산성광산배수 처리 시설은 전력을 쉽게 공급할 수 없는 곳에 위치한 지리적인 특성을 고려하여, 발광 다이오드에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 장치로 태양 전지 모듈 사용을 제안한다. 본 방법을 통하여 추가적 연구들이 진행된다면, 태양광 에너지와 발광 다이오드를 융합한 친환경적인 방법을 이용하여 겨울철에도 산성광산배수 처리 기술의 효율을 극대화 할 수 있을 것이다.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.466-473
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• 2001

분리 규주는 운동성을 갖는 그람 음성 간균으로서 catalase 양성 반응을 보였으며, citrate, mannitol, sucorse, frutose, trehaslos 등을 이용하였다. Biolog test 결과, 분리 균주는 burkholderia(Pseudomonas) cepacia 이 것으로 동정되었으며, 85.5%의 유사성을 나타내었다. 분리 균주의 최적온도와 pH는 각각 3$0^{\circ}C$, 7.0이었으며, pH 4.0-8.0의 넓은 범위에서 성장이 가능하였다. 그리고 분리 균주의 유기물의 영향을 알아 본 결과 thiosulfate 배지에 yeast extract를 유일한 탄소원으로 혼합하여 첨가하면 thiosulfate 와 yeast extract 중 하나가 성장 제한 인자 중 하나의 농도를 증가시키면 세포 성장에 따른 균체량이 증가하였다. 본 실험에서는 유기물로는 glucose 보다 yeast extract를 첨가했을 때가 증식 속도와 황산화 속도가 높게 나타났다. Thiosulfate 농도에 따른 분리균주의 황산화 속도와 최대 황산화 속도는 각각 0.56.h$^{-1}$과 0.18 g-S/L.h로 나타났다. 결과는 환산화 속도는 기질 농도가 증가함에 따라 완만하게 증가하여 0.12M에서 0.2 g-S.L.에 도달하였으나 0.16M에서는 급격하게 감소하였다. 분리균의 황하 수소 제거능을 조사하기 위하여 각 flow rate 에 따른 최대 제거 속도는 Vm과 K CIn/R과 CIn의 그래프를 이용하여 Hanes-Wolf 식을 통하여 구했다. 즉, 그래프 기울기와 Y절편으로부터 계산한 flow rate 12 L/h에서의 황화 수소에 대한 Vm과 Ks는 각각 6.25 g-S.㎤.h$^{-1}$과 22.88ppm이다 높은 flow rate에서의 제거 효율과 제거 용량은 역 경향이 나타났다. 이것은 mass transfer 효과 즉, 확산 제한에 기인한 것이지 미생물의 효소 활성의 제한에 의한 것은 아니다 (19), 따라서 biofilter 내로 고농도의 황화 수소가 유입 될 때 황화 수소 가스의 flow rate를 줄이든지 또는 적절한 제거 용량에 도달하기 위해 충진물의 부피를 증가 할 필요가 있다.

• KSBB Journal
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• 제21권6호
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• pp.428-432
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• 2006

본 연구는 미생물이 오염물 분해를 위해 황산염이 필요한 동전기 생물학적복원에서 황산염원의 종류가 제거효율에 미치는 영향을 조사하였다. 대표오염물과 적용 미생물은 각각 phenanthrene과 Sphingomonas sp. 3Y였다. Magnesium sulfate를 이용했을 때 Mg이온은 음극에서 전기적으로 생성되는 수산화이온과 결합하여 전해질 pH를 크게 감소시키고 미생물활성을 저해하는 현상이 관찰되었다. 따라서 ammonium sulfate와 disodium sulfate를 이용했을 때 전해질 및 토양 pH가 중성영역으로 유지되었으며 미생물 활성도 높게 유지되었다. 하지만 전자의 경우 ammonium이 미생물의 오염물 분해를 지연시켜 제거효율이 오히려 magnesium sulfate의 21.8%보다 12.0%로 더 낮게 나타났으며, 반면 후자의 경우 27.2%로 제거효율이 증가된 것을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 제거효율의 차이는 장기간의 처리에서는 더욱 두드러질 것으로 예상된다.

• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.259-263
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• 2008

소각로에서 발생한 다이옥신 및 질소산화물 제거용 폐탈질 촉매($V_2O_5/TiO_2$)의 비활성화 원인을 규명하고자 반응 활성 실험 및 물리 화학적 특성 분석을 수행하였으며, 다양한 재생방법을 통한 폐탈질 촉매의 재생효율을 연구하였다. 고정층 실험 결과 $260^{\circ}C$를 기준으로 약 60% 정도 질소산화물 제거 활성 차이를 보였으며, 허니컴 실험의 경우 1, 2-Dichlorobenzen (1, 2-DCB) 분해효율이 $200^{\circ}C$에서 약 14% 정도 차이가 나타났다. 또한 촉매의 비활성화 원인을 연구하기 위해서 신촉매와 폐촉매에 대하여 XRD, TGA, 그리고 ICP의 특성 분석을 실시한 결과 황산 암모늄염, 중금속(Pb, As 등), 전이금속(Fe 등), 알칼리 금속(Ca), 그리고 상전이가 촉매의 비활성화 원인으로 조사되었다. 또한, 폐촉매의 재생을 위해 다양한 방법으로 처리한 결과 수세과정을 배제한 공기분위기에서 열처리한 경우 우수한 재생효과를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.902-912
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• 1996

여러 가지의 고체산 촉매에 의한 1-펜텐의 골격이성화 반응에서 반응활성, 선택도, 반응메카니즘 및 촉매의 산의 세기와 촉매활성과의 관계를 연구하였다. 여러 가지의 고체산 촉매중에서 천연제올라이트가 가장 높은 활성을 보여주었고, 불소나 황산으로 처리된 ${\eta}$-알루미나는 변형되지 않은 경우에 비해 활성이 크게 증가하였다. 한편 반응온도가 증가할수록 이소펜텐의 수율이 증가하였고, 접촉시간의 증가에 따라 이소펜텐의 수율이 증가하였다. 그러나 높은 반응온도와 아주 긴 접촉시간에서는 크래킹 반응의 생성물이 증가하였다. 금속이온으로 치환된 천연제올라이트에서의 활성은 감소하였고, 이것은 금속이온의 polarizing power와 관계가 있는 것으로 나타났다. 암모니아 승온탈착실험 결과에 의하면 촉매의 활성은 촉매의 산의 세기와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권1호
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• pp.21-24
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• 2015

육질색에 따른 일반고구마(WF), 주황색고구마(OF), 자색고구마(PF)를 동결건조 후 에탄올 농도를 달리하여 추출물을 제조하고 분석하였다. 고구마 육질색과 에탄올 농도에 따른 추출 수율은 매우 유사하였다. 에탄올의 농도가 0%에서 70%까지 증가됨에 따라 추출 수율이 서서히 감소되었으며, 에탄올 100%에서 매우 낮은 추출 수율(2~3%)을 보였다. 총 폴리페놀 화합물 함량은 PF가 WF, OF보다 2~5배 높은 값을 보였다. 총 폴리페놀 화합물 함량이 가장 높은 70% 에탄올 추출물에서 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl 유리 radical 소거활성의 $EC_{50}$은 WF 2.030 mg/mL, OF 2.127 mg/mL, PF 0.179 mg/mL, 환원력의 $EC_{50}$은 WF 1.587 mg/mL, OF 1.524 mg/mL, PF 0.236 mg/mL이었다. 추출물의 항산화 활성은 총 폴리페놀 함량과 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 따라서, PF의 황산화 활성은 WF와 OF에 비하여 radical 소거활성은 10배, 환원력은 6배 이상 우수하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권1호
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• pp.98-104
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• 1997

대기오염의 장기화에 따라 토양오염이 심화된 것으로 추측되는 서울 남산의 토양을 대기오염이 심하지 않은 것으로 판단되는 계방산 토양의 화학적 특성과 비교하여 남산토양의 오염도를 평가하며, 질소 및 황의 무기화에 관여하는 미생물을 동시에 정량하여 질소 및 황의 무기화에 관여하는 미생물군을 토양오염도 평가기준으로 활용할 수 있는지 알아보았다. 남산의 토양은 계방산에 비하여 10배 이상 수소이온의 농도가 높아 토양 산성화가 상대적으로 심하였다. 특히, 남산토양은 양이온의 용탈이 심하고 치환성 알루미늄은 많아져 남산지역 토양 생태계에 큰 문제가 발생하였음을 나타냈다. 토양 산성화의 주요인은 황산화물의 집적으로 추정되지만 황산환원균의 활성은 지역간에 유의차를 발견할 수 없어서 미생물 동태가 단순한 인자만이 아닌 복합적인 요인에 의하여 조절됨을 짐작할 수 있었다. 반면, 탈질기작에 관여하는 세균의 동태는 남산의 소나무림에 비하여 계방산의 소나무림에서 활발한 것으로 평가되어 토양생태계의 전반적인 미생물 활성도나 건전도의 지표로 질소의 무기화에 관여하는 미생물의 정량기법을 검토해 볼만하다.

• KSBB Journal
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• 제21권3호
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• pp.181-187
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• 2006

본 연구에서는 phenanthrene-오염토양의 정화를 위한 동전기 생물학적복원에서 나타나는 pH 조절과 관련한 문제점과 이것에 대한 해결방법이 복원효과에 어떠한 영향을 주는지 조사하므로써 앞으로의 방향을 모색하고자 하였다. 플라스크 배양실험에서 Sphingomonas sp. 3Y를 이용하여 phenanthrene를 분해하기 위해서는 황산염을 적절한 농도로 공급하는 것이 중요하였는데 동전기 생물학적복원에서는 $MgSO_4$를 황산염원으로 공급했을 때 Mg이온이 음극에서 생성된 수산화이온과 결합하여 침전물을 형성하고 토양과 생물반응기의 pH를 과도하게 감소시키므로 미생물활성을 저해하고 제거효율이 감소되었다. 따라서 pH를 중성으로 유지하기 위해 강한 완충성분을 사용한 경우 비록 pH와 미생물활성은 잘 유지되었지만 제거효율이 크게 감소되었다. 한편 낮은 농도로 $MgSO_4$를 공급했을 때 역시 pH와 미생물활성은 잘 유지하였으나 제거효율이 다소 감소하였다. NaOH와 같은 중화제를 첨가한 경우에는 토양 pH의 상승하여 제거효율이 감소되었다. 결과적으로 전해질 조성은 동전기 생물학적복원의 복원효율에 매우 중요한 요소이며 앞으로 오염물 분해와 미생물활성유지에 적합한 황산염원이 조사되어야 한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제16권3호
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• pp.146-165
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• 1973

대기오염물질중(大氣汚染物質中) 가장 중요(重要)한 아황산(亞黃酸)가스가 농작물(農作物)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 기초(基礎) 자료(資料)를 얻고자 아황산(亞黃酸)가스가 작물(作物)에 미치는 피해생리(被害生理)와 동(同)가스의 농도별(濃度別) 및 작물(作物)의 생육시기별(生育時期別)로 농작물수량(農作物收量)에 미치는 영향(影響)과 이들 피해(被害)로 부터 작물(作物)을 보호(保護)하기 위(爲)한 방법(方法)을 모색(摸索)하기 위(爲)하여 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 피해(被害) 생리(生理) 가. 아항산(亞黃酸)가스 처리(處理)는 작물(作物)(배추)조직(組織)의 pH및 Eh에는 영향(影響)을 주지 않았다. 나. 작물(作物)(배추)중(中) peroxidase 의 활성(活性)은 아황산(亞黃酸)가스 처리(處理)로 저하(低下)되었으나 경시적(徑時的)으로 회복(回復)되어처리(處理) 10시간(10時間) 후(後)에는 무처리(無處理)와 대등(對等)하였다. 다. 용액중(溶液中)의 엽록소(葉綠素)는 아황산(亞黃酸)가스에 의(依)하여 순간적(瞬間的)으로 또 불가역적(不可逆的)으로 퇴색(褪色)된다. 그러나 pheophytin의 생성(生成)은 관찰(觀察)되지 않았으며 엽록소(葉綠素)의 퇴색(褪色) 생성물(生成物)은 아황산(亞黃酸)가스의 부가화합물(附加化合物) 또는 그 환원(還元) 생성물(生成物)인 것같다. 라. 엽록체중(葉綠體中)의 엽록소(葉綠素)도 아황산(亞黃酸)가스에 의(依)하여 용액중(溶液中)의 엽록소(葉綠素)와 같은 현상(現像)으로 퇴색(褪色)되었으나 다만 그 속도(速度)가 완만(緩慢)하여 $1{\sim}2$시간(時間)이 소요(所要)되었다. 마. 아황산(亞黃酸)가스의 식물(植物)에 대(對)한 가장 큰 가해작용(加害作用)의 하나는 엽록소(葉綠素)의 파괴(破壞)인것 같다. 2. 농작물(農作物)의 수량(收量)에 미치는 영향(影響) 가. 아황산(亞黃酸)가스 처리(處理) 농도(濃度)에 비례(比例)하여 증가(增加)함을 확인(確認)하였다. 나. 아황산(亞黃酸)가스가 생육시기별(生育時期別)로 작물수량(作物收量)에 미치는 영향(影響)은 개화기(開花期)에 가장 심(甚)하였으며 다음 유수형성기(幼穗形成期), 신장기(伸長期), 유숙기(乳熟期), 최고분얼기(最高分蘖期)의 순위(順位)였다. 다. 아황산(亞黃酸)가스에 대(對)한 작물별(作物別) 저항성(抵抗性)은 처리농도(處理濃度)에 따라 다소(多少) 상이(相異)하나 일반적(一般的)으로 소맥(小麥)이 가장 강(强)하였으며 다음이 수도(水稻), 대맥(大麥), 파, 무, 배추의 순위(順位)로 십자화작물(十字花作物)은 화본(禾本) 과작물(科作物) 및 두과작물(豆科作物)보다 감수성(感受性)이 컸다. 3. 피해(被害) 경감(輕減) 효과 가. 아황산(亞黃酸)가스에 의(依)한 작물피해(作物被害)는 가리(加里), 규회석(珪灰石), 및 석회시용(石灰施用), 그리고 석회유(石灰乳)의 엽면(葉面) 살포(撒布)로 수도(水稻), 대맥(大麥), 대두(大豆)에 그 효과(？果)가 인정(認定)되었다. 나. 석회유(石灰乳)의 살포(撒布)는 가장 우수(優秀)한 피해경감효과를 보였다. 다. 수도(水稻)에 대(對)한 석회유(石灰乳)의 살포(撒布)는 탄소동화작용(炭素同化作用)을 현저(顯著)히 증가(增加)시켰다.

• 생명과학회지
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• 제23권5호
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• pp.676-681
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• 2013

퍼클로레이트(${ClO_4}^-$)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 신규 오염물이다. 퍼클로레이트 환원세균(PRB)은 ${ClO_4}^-$를 무해한 최종산물로 전환시킬 수 있으므로 ${ClO_4}^-$ 제거는 미생물을 이용한 방법이 가장 적절한 것으로 알려졌다. 이전 연구[3]를 통해 원소 황 입자와 활성슬러지를 이용하여 독립영양방식의 ${ClO_4}^-$ 제거가 가능하다는 실험적 증거가 제시되었다. 입자상 황은 비교적 값이 저렴하고, 활성슬러지는 하수처리장으로부터 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다. 그래서 본 연구에서는 원소 황을 전자공여체로 사용하였을 때 여러 환경요인이 활성슬러지 미생물의 ${ClO_4}^-$ 분해에 미치는 영향을 회분반응으로 조사하였다. 이 회분반응의 결과를 통해 활성슬러지 미생물에 의한 독립영양방식의 ${ClO_4}^-$ 분해를 위한 최적조건을 도출하였다. 또한 활성슬러지로부터 농화배양된 황산화 PRB는 활성슬러지보다 ${ClO_4}^-$ 제거능이 우수한 것으로 회분반응 결과 나타났다. 그래서 본 연구결과는 최적조건 적용 및 농화배양된 접종균을 통해 원소 황과 활성슬러지를 이용한 독립영양방식의 ${ClO_4}^-$ 제거를 향상할 수 있다는 것을 나타내었다.